MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA

I motori a combustione interna si basano sulla reazione chimica esotermica della combustione: la reazione di un carburante con un comburente, normalmente aria. La combustione è un'ossidoriduzione esotermica, in quanto un composto si ossida mentre un altro si riduce (ad esempio nel caso della combustione degli idrocarburi, il carbonio si ossida mentre l'ossigeno si riduce), con rilascio di energia e formazione di nuovi composti (generalmente anidride carbonica e acqua). L'energia dei prodotti di combustione, i gas combusti, è superiore all'energia originale dell'aria e del carburante e si manifesta attraverso un'elevata temperatura e pressione che vengono trasformate in lavoro meccanico dal motore.

Questo processo avviene all’interno del motore e fa parte del ciclo termodinamico del dispositivo. Il lavoro utile generato da un motore a combustione interna (IC) è il risultato dei prodotti gassosi caldi della combustione che agiscono sulle superfici mobili del motore, come la faccia di un pistone, di una paletta di turbina o di un ugello. La conversione avviene nella camera di combustione, dove i gas generano alta pressione ed aumento di volume tale che spingono il pistone verso il basso, e il pistone a sua volta fa ruotare l'albero motore e trasmette lavoro all'albero di trasmissione.

La prima Vespa aveva un motore a due tempi. Il motore a due tempi è un tipo di motore a combustione interna, alimentato da un impianto d'alimentazione e una luce di scarico, ovvero un semplice feritoia, dove scarica i prodotti esauriti (gas di scarico) tramite un impianto di scarico.

Durante l’aspirazione-compressione, il pistone sale verso il Punto Morto Superiore (PMS) e chiude sia la luce di scarico che quella di travaso. La miscela aria-benzina-olio che si trova nella camera di combustione nella parte superiore del cilindro viene in questo modo compressa. La luce di aspirazione, rimasta aperta, permette l’introduzione di nuova miscela all’interno del carter, situato nella parte inferiore del cilindro, reso possibile dalla depressione generata in questa zona dal pistone che è andato verso l’alto. La compressione genera la scintilla sulla candela che innesca la combustione della miscela, il pistone si alza chiudendo la luce di travaso e la luce di scarico.

Durante lo scarico-travaso, lo scoppio provocato dalla combustione della miscela spinge questa volta il pistone verso il basso, cioè verso il Punto Morto Inferiore (PMI). La luce di aspirazione si chiude mentre invece si aprono quelle di scarico e di travaso, spingendo la miscela contenuta nel carter al di sotto del pistone verso la parte superiore del cilindro, operazione detta appunto travaso, dove prende il posto dei gas prodotti dalla combustione, i quali fuoriescono dalla luce di scarico.

La potenza effettiva o potenza meccanica di un motore (considerate tutte le dispersioni) è esprimibile con la formula:

P_{eff}=\rho _{a}\,{\frac {VK^{*}}{\lambda }}\,\lambda _{v}\,\eta _{cc}\,\eta _{th}\,\eta _{i}\,\eta _{m}\,{\frac {n}{\tau \over 2}}

Dove le variabili della formula rappresentano: $\rho _{a}$ è la densità dell'aria, V è la cilindrata, $K^{*}$ è la tonalità termica, $\lambda$ è l'indice d'aria, $\lambda _{v}$ a volte anche detto $\eta _{v}$ è il coefficiente di riempimento, $\eta _{{cc}}$ è il rendimento in camera di combustione, $\eta _{{th}}$ è il rendimento ideale, $\eta _{i}$ è il rendimento indicato, $\eta _{m}$ è il rendimento meccanico, n è la velocità di rotazione dell'albero motore, espressa come numero di giri al secondo e $\tau$ è il numero di tempi del motore (2 o 4).